Télécharger - Spéléo Club d`Alger

FORMATION DECOUVERTE
OBJECTIF :
Faire découvrir le monde souterrain à un néophyte.
Faire connaitre notre patrimoine cavernicole.
Sensibiliser les participants à la nécessite de la protection du patrimoine cavernicole fragile et menacé.
Acquérir des notions théoriques de base sur le monde souterrain
Préparer certains participants désireux d’acquérir des compétences en techniques alpines
ultérieurement.
La formation se déroulera en deux jours, sur site par distribution de polycopies suivie de dispense
d’exposés traitant des différents aspects théoriques du monde souterrain ainsi que l’exploration de
grottes horizontales (classe 1)visant à mettre en pratique les exposes dispenses selon un programmetype comme suit :
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Exploration d’une ou 2 grottes horizontales
Connaissance du milieu souterrain
Observation du milieu
Notions de géologie
Notions d’hydrogéologie
Notions sur le milieu karstique
Evolutions dans les méandres et étroitures
Lecture d’une topographie souterraine
Historique de la spéléo
Descente et remontée sur corde
Sommaire
A) Histoire de la Spéléologie
B) Aspect Théorique de la spéléologie
I-
Notions de géologie
I-1) Définition
I-2) Structure interne de la terre
I -3) Définition des roches
 Endogène
 Exogène
I-4) le cycle des roches
I-5) le calcaire
I-6) Formation des paysages
II-
Notion d’hydrogéologie
II-1) Définition
II-2) Cycle de l’eau
II-3) Les types de réservoirs
II-4) Ecoulement de l’eau souterraine
III-
Notion de Karst
III-1) Définition
III-2) Processus de formation
III-3) La Morphologie Karstique
C) Pratique de la spéléologie
IV-
Milieu souterrain
IV-1) Définition
IV-2) Spécificités du milieu souterrain
IV-3) Faune du milieu souterrain
V-
Le spéléologue en milieux souterrain
V-1) Equipement du spéléologue
V-2) Progression du spéléologue
V-3) Lecture d’une topographie
A) Histoire de la Spéléologie
1-Introduction
Le monde souterrain, a toujours attiré l’homme , représenté pour lui un mystère, un univers inconnu
à la fois fascinant et effrayant ,mais ,bravant sa peur , poussé par la curiosité, le désir de découvrir
l’obscur et ses secrets l'homme ira , à la conquête ce monde qu’il baptisera le sixième continent .
2- Grottes et dimension spirituelle
L’histoire de cette conquête a commencé très tôt ,dès que l’homme s’est réfugié au sein d’abris naturels
afin de se protéger du froid, ou d’enterrer ses morts ou encore de célébrer ses rites, en effet , depuis la
nuit des temps ,l’homme a toujours conféré au monde souterrain une dimension spirituelle , les
religions anciennes dédiaient, ce monde aux dieux et aux morts, l’homme sous terre, pouvait se
rapprocher des esprits et des dieux, les grottes faisant office de temples, d'églises et de lieux de culte
divers.
Tout Comme leurs prédécesseurs et contemporains les Berbères vouaient, une grande vénération aux
grottes .Un des exemples de cette vénération est le culte de Bacax pratiqué à Ghar Djemaa.
3-Grottes et préhistoire
Les grottes naturelles ou abris sous roche ont été utilisées depuis la Préhistoire en campements
saisonniers ou abris temporaires. A L’ère du paléolithique ,l’homme est passé du stade de la créature
vivant dans des arbres , à l'homme qui vit en groupes organisés , habitant dans les grottes et les abris
de façon permanente, pratiquant chasse , pêche et cueillette, avec des procédés perfectionnés,
ensevelissant ses morts , parfois , ornant les parois des lieux qu'il habite ou fréquente (art pariétal ou
rupestre) et mettant au point des armes et des outils (art mobilier) que les fouillées archéologiques ont
révélés au sein des grottes ; mais le véritable habitat troglodytique ne commence vraiment qu’avec
le Néolithique.
4-les précurseurs de la spéléologie
-Un des plus anciens récits d’aventure souterraine est un texte en caractères cunéiformes gravé vers
840 av-JC à l’entrée de la grotte du Tunnel de Tigris (Lice,Turquie) ,relatant la visite par le roi
assyrien Shoulman Asharédou III, du cours souterrain du fleuve Tigre sur quelques centaines de
mètres .
-En faisant le captage de sources, comme en témoigne l’aqueduc de Zaghouan en Tunisie, ainsi que
les aménagements des poljés, les romains font montre d’une analyse poussée déjà ancienne du
fonctionnement des systèmes karstiques.
-Dans l’encyclopédie Arabe du X° Siècle « les Epitres des frères de la pureté », œuvre collective, des
savants ismaéliens décrivent les cavernes et leurs eaux souterraines.
-En chine au XVII siècle , le géographe Xu Xiake parcourt pendant plus de trente ans la chine du Sud
avec une vision de naturaliste ,il visite et décrit une multitude de cavités et échafaude des théorie sur
le creusement des grottes ,son ouvrage « voyage de Xu Xiake » est publié en 1642 ,cet immense travail
,comprenant dix tomes ,peut être considéré comme le premier traité de karstologie.
-En France Bernard Palissy publie en 1580 « Des Eaux et des Fontaines » où il montre que les sources
étaient alimentées par les eaux infiltrées dans les fissures et abimes.
-Les premières véritables descriptions du karst classique sont le fait du géographe serbe Jovan Cvijic
(1865-1927) qui diffuse le mot karst, il est considéré comme le père de la karstologie Européenne.
5-Naissance de la spéléologie
A la fin du XIX ° siècle E. A Martel géographe autodidacte, passionné de paysages karstiques publie
de nombreux ouvrages sur les karsts et grottes de France, son exploration de l’abime de Bramabiau, en
suivant le cours souterrain du ruisseau du bonheur en 1888 est considérée comme le fait marquant
la naissance de la spéléologie
.
6- Spéléologie scientifique
Le terme spéléologie fait son apparition en 1935 proposé par Emile Rivière président de la société
préhistorique française, ce terme est passe dans le langage scientifique international grâce aux
publications de la société de spéléologie fondée par Alfred Martel en 1895
La spéléologie scientifique portée par E .Fournier B. Geze, Trombe et bien d’autres prend son essor,
aidé par les progrès techniques de progression souterraine
7-Progres techniques en spéléologie
Le matériel lourd, complexe et couteux du XIX° siècle est peu à peu allégé et simplifié.
R. de Joly créé un matériel léger aux alentours de 1930,
L'échelle métallique (1940), les cordes en nylon (1942), l'utilisation d'explosifs dans des grottes (1947)
et bloqueurs mécaniques «singes» de Brent , sont pourvoyeurs de grandes expéditions telles que celles
menées dans la Dent de Crolle.
Après la fin de la deuxième guerre mondiale F. Pétzel, B. Dressler, G. Marbach, etc., inventent un
nouveau matériel, Le Spéléologue américain Bill Cuddington , développe la technique de corde
simple (SRT) à la fin des années 1950.
Tous ces progrès ouvrent la voie à d’importantes explorations, l’essor des techniques de la Spéléologie
alpine vont permettre à de petites équipes de visiter rapidement les grands réseaux de plus en plus longs,
profonds et complexes.
De même la connaissance des zones noyées a été améliorée grâce aux progrès de la plongée
souterraine les techniques actuelles de recycleurs et mélanges gazeux permettent d’atteindre des
distances de plusieurs kilomètres au sein d’aquifères, jusqu’à de profondeurs atteignant 300 m
8-Les spéléologues algériens
En Algérie la spéléologie a toujours suscité l’engouement des jeunes locaux habitant à proximité de
cavités .Ils pratiquaient des incursions audacieuses avec des moyens rudimentaires.
Avant l’indépendance les explorations documentées étaient surtout l’apanage d’étrangers, de nombreux
travaux ont étés publies à propos du karst en Algérie . D’illustres clubs de spéléologie ont vu le jour à
cette époque tels que le Spéléo Club d’Alger et le Vieux Rocher ; ainsi le Djurjura a vu défiler les plus
grandes figures de la spéléologie mondiale
- Mohamed Bougheddou, doyen des spéléologues algériens est connu pour avoir pratiqué la spéléologie
avant la guerre d’indépendance, en compagnie de Werner, membre actif de la "Société Spéléologique de
France .Cette aventure a commencé à Miliana à Ghar El Khadem, en utilisant un équipement
qu’il mettait parfois lui- même au point.
Apres l’indépendance cette discipline est prise en charge par les mouvements des scouts notamment
celui de Tlemcen , puis le relais est pris par des clubs de spéléologie dont les plus connus sont celui de
Béjaia et de Boufarik .On voit alors émerger d’illustres figures de la spéléologie algérienne tels que
Redha Belahouel et Mohamed Belaoud qui lui ont donné sa vraie dimension et ont pris part à des
expéditions de grande envergure telle que l’exploration de la Tafna en compagnie de Bernard Collignon.
Lors d'une rencontre à Sidi Fredj en juin 2012 une tentative de création d’une Fédération Algérienne de
Spéléologie ne put malheureusement aboutir.
L’avenir appartient aux jeunes spéléologues qui concrétiseront un jour ce rêve !
ASPECT THEORIQUE DE LA
SPELEOLOGIE
II)
NOTIONS DE GEOLOGIE
I-1) Définition
La géologie (du grec ancien gê, la Terre, et logos, le discours) est la science dont le principal objet
d'étude est la Terre, et plus particulièrement la lithosphère. Discipline majeure des sciences de la Terre,
elle se base en premier lieu sur l'observation, puis elle établit des hypothèses permettant d'expliquer
l'agencement des roches et des structures les affectant afin d'en reconstituer l'histoire
I-2) La structure interne de la Terre
La structure interne de la Terre est répartie en plusieurs enveloppes successives, dont les principales
sont la croûte terrestre, le manteau et le noyau, ces enveloppes pouvant être elles-mêmes ensuite
décomposées. Ces couches sont délimitées par des discontinuités. La sismologie a notamment permis de
déterminer l'état de la matière à des profondeurs inatteignables.
La structure interne de la Terre
Structure interne de la Terre : 1. Croûte continentale 2. Croûte océanique 3. Manteau supérieur
(ou Asthénosphère) 4. Manteau inférieur (ouMésosphère) 5. Noyau externe 6. Noyau interne (ou
graine) A. Discontinuité de Mohorovičić B. Discontinuité de Gutenberg C. Discontinuité de Lehmann
I-3) Définition d’une roche
n. f. [du lat. popul. rocca] - Matériau constitutif de l’écorce terrestre, formé en général d’un assemblage
de minéraux et présentant une certaine homogénéité statistique, le plus souvent dur et cohérent (pierre,
caillou), parfois plastique (ex. argile), ou meuble (ex. sable), à la limite liquide (ex. huile) ou gazeux. La
classification est complexe, car basée sur un grand nombre de critères : les principaux groupes, aux
frontières souvent floues, sont :
1. Roche exogènes, formées à la surface de l’écorce terrestre :
-1.1. Roche sédimentaires, résultant de l’accumulation d’éléments (fragments minéraux, débris
coquilliers, ...) et/ou de précipitations à partir de solutions ; les principales catégories sont les roche
détritiques, et les roche biogènes et physico-chimiques.
-1.2. Roche résiduelles, formées à partir de roche préexistantes auxquelles les eaux ont enlevé des
éléments en solution (ex. argiles résiduelles, bauxites, paléosols,...).
-2. Roche endogènes, formées au moins en partie à l’intérieur du globe, à des températures et à des
pressions supérieures à celles régnant à la surface :
-2.1. Roche magmatiques, résultant de la solidification de magmas (roche fondues, au moins en partie),
avec :
-2.1.1. Roche plutoniques, ayant cristallisées au sein de la lithosphère.
-2.1.2. Roche volcaniques, (laves,...), s’étant solidifiées, au moins en partie, à la surface de la
lithosphère ;
-2.1.3. Roche hydrothermales, constituant une catégorie un peu particulière de roches formées à partir
de gaz ou de solutions à haute température, ayant des relations variées avec les magmas.
-2.2. Roche métamorphiques, formées sans fusion à partir de roche préexistantes, et cela
essentiellement par des recristallisations dues à des élévations de la température et de la pression. V.
sédimentaires (roche -), magmatiques (roche -), et métamorphiques (roche -).
e
I-4) Le cycle des roches
Nous nous intéresserons plus particulièrement au calcaire, car c’est la principale roche qui permet le
développement du karst.
I-5) Le calcaire
Les calcaires sont
des roches
sédimentaires,
tout
comme
les grès ou
les gypses,
facilement solubles dans
l'eau (voir karst),
composées
majoritairement
de carbonate
de
calcium CaCO3 mais aussi de carbonate de magnésium MgCO3. L’origine du calcaire peut être
chimique par précipitation à partir de solutions concentrées en carbonates ou biologiques à partir de
coquilles calcaires, squelettes des micro-algues et animaux marins. Lorsque la roche comporte une
proportion non négligeable d'argile, on parle plutôt de marne.
I-6) Formation d’un paysage
Les ROCHES sont l’association de plusieurs MINERAUX. Cette association peut avoir différentes
origines. Dans ce petit paragraphe nous ne parlerons que des ROCHES CALCAIRES (une « famille »
des ROCHES SEDIMENTAIRES). Ce sont surtout le calcaire (carbonate de calcium plus d’autres
minéraux en proportion plus ou moins grande) et le GYPSE (sulfate hydraté de calcium naturel, appelé
aussi pierre à plâtre). La dolomie (un carbonate double de calcium et de magnésium) est une autre roche
sédimentaire dans laquelle le creusement des cavités peut s’opérer. Voici un exemple de formation d’un
paysage géologique.
Phase 1 : le mouvement des PLAQUES
TECTONIQUES provoque le plissement des ROCHES
en place et leur élévation.
Phase 2 : L’érosion entre en jeu. Elle use
progressivement les montagnes créées. Les ROCHES
arrachées sont transportées plus bas.
Phase 3 : Le niveau de la mer augmente, recouvrant la
zone où les ROCHES s’étaient accumulées.
Phase 4 : Des dépôts (SÉDIMENTS), pouvant avoir
trois origines : débris d’origine minérale (dégradation
d’autres roches), organique (restes de végétaux ou
d’animaux, fossiles), ou de précipitation chimique
(passage à l’état solide d’un corps qui était dissous dans
un liquide.
Phase 5 : Une nouvelle phase de mouvements
TECTONIQUES se produit. L’augmentation de la pression et
de la température au sein des ROCHES va les modifier. C’est
sous leur influence que les calcaires vont finir leur évolution.
Phase 6 : L’érosion a encore joué son rôle de
«décapeur». C’est le paysage que nous pouvons observer
aujourd’hui. Ce paysage est constitué par des ROCHES
en place à la phase 1, des ROCHES transportées et
transformées lors de la phase 2 et des calcaires formés
lors des phases 4 et 5.

Après la phase 4, on obtient des calcaires sans fissures, donc imperméables ! Le futur
creusement sous l’action chimique de l’eau ne peut se faire sans le travail de plissement,
d’étirement, de compression (phase 5), nécessaire à la fissuration de la ROCHE. Cette phase a
également permis une élévation des masses rocheuses indispensable au futur écoulement de l’eau
par GRAVITE.
La fissuration facilite la dissolution mais cette dernière peut se faire en surface et donner des
lapiaz et autres cavités qui peuvent gagner en surface et en profondeur. Le facteur climatique est
important dans les dissolutions.

L’érosion dans la phase finale (phase 6) permet ainsi aux fissures d’avoir un accès à l’air libre.
En résumé, après sa formation, le calcaire est une ROCHE imperméable, mais les mouvements
de l’écorce terrestre l’ont fissuré la rendant pénétrable par l’eau qui va s’en donner à cœur joie !
III)
HYDROGEOLOGIE
II-1) Définitions
Partie de la géologie qui traite de la circulation des eaux dans le sol et le sous-sol, de la recherche et du
captage des eaux souterraines.
Connaissance des conditions géologiques et hydrologiques et des lois physiques qui régissent l’origine,
la présence, les mouvements et les propriétés des eaux souterraines.
L’hydrogéologie est la science des eaux souterraines. Cette science étudie les interactions entre les
structures géologiques du sous-sol (nature et structures des roches, des sols) et les eaux
souterraines ainsi que les eaux de surface.
L’hydrogéologie permet donc de connaître et de comprendre comment les structures géologiques du sol
et du sous-sol affectent les caractéristiques physico-chimiques de l’eau, sa distribution, son écoulement
et sa résurgence.
L’eau souterraine n’est pas statique et n’est pas canalisée comme un ruisseau ou une rivière
contrairement à l’eau de surface. Elle se déplace plutôt en profondeur dans les différentes
formations géologiques ou formations aquifères qui couvrent tout l’espace souterrain sur des
dizaines de kilomètres.
Le cycle de l’eau
Roche / Eau
Roche réservoir : structure ou texture permettant de contenir de l’eau autre que l’eau de constitution.
Nappe : eaux souterraines comprises dans la zone saturée d’un aquifère.
Roche + Eau = Aquifère
Etymologie : aqui de aqua= eau et fère= qui porte : Roche renfermant une nappe d’eau




Ensemble de roches perméables.
Comportant une zone saturée en eau
Suffisamment conducteur pour permettre l’écoulement significatif d’une nappe souterraine.
Captage d’eau en quantités appréciables.
La fonction du réservoir est le stockage ou la libération de l'eau souterraine. Ces fonctions, réservoir et
conduite; sont déterminées essentiellement par les dimensions et les interconnections des vides. Ces
dernières assurent la continuité du milieu aquifère.
II-2) Les types de réservoirs
Basée sur la lithologie et le (ou les) types de vides, elle est importante pour l'étude quantitative de
l'infiltration des eaux. Les deux grands types de vides permettent de distinguer deux grandes catégories
de réservoirs :

Les roches meubles ou non consolidées/porosité d’interstice (graviers, sables…)

Les roches compactes fissurées ou consolidées/Porosité de fissure (calcaires, dolomies,
granite…)

Toutefois les roches compactes présentent souvent des caractères mixtes avec coexistence de
pores et de fissures (la craie).
Porosité
La porosité traduit la faculté d’un sol à stocker un fluide (air, eau…) dans ses interstices, également
appelés pores. Elle ne dépend pas essentiellement de la taille des grains mais surtout de leur
agencement. Des sols ou sous-sols de faible porosité favorisent les écoulements de surface. La porosité
peut se trouver entre les grains d’une roche (inter-granulaire) ou à l’intérieur des grains (intragranulaire)
par exemple dans des petites coquilles.
Il existe plusieurs types de porosité en relation avec la composition de la roche.
Un sable bien classé
Fractures dans un granite
Un sable mal classé
Cavernes dans un calcaire
Les caractéristiques du réservoir déterminent les propriétés de l’aquifère
disponibilité de l’eau
qualité de l’eau
vulnérabilité de la ressource



L’eau stockée dans la porosité d’un sol ou d’une roche est susceptible de se déplacer et la capacité
d’une roche de stocker et de transmettre un fluide constitue ses propriétés hydrauliques
II-3) Écoulement de l'eau souterraine
L'eau s'infiltre dans le sol et alimente les aquifères plus facilement dans les zones où l'on trouve des
dépôts perméables à la surface du sol.
Une fois dans l'aquifère, l'eau se déplace plus ou moins rapidement selon la perméabilité, la porosité et
d'autres caractéristiques des matériaux qui composent l'aquifère.
Le parcours exact de l'eau peut être complexe. En général, toutefois, l'eau emprunte la trajectoire qui lui
offre le moins de résistance et circule à travers les formations les plus perméables

Zones de recharge
Les zones de recharge permettent à une quantité considérable d'eau de s'infiltrer dans le sol. Parfois, ces
zones ne couvrent qu'une petite partie seulement de la superficie totale du territoire.

Vitesse de recharge des aquifères (âge de l'eau)
L'âge de l'eau représente le temps que l'eau a mis pour se déplacer de la surface du sol à un point précis
du sous-sol. Les scientifiques ont recours à plusieurs méthodes pour déterminer dans quel sens et à
quelle vitesse l'eau « voyage », ainsi que son âge, notamment par le marquage de l’eau, à l’aide d’un
produit dont on surveille l’arrivée à un point donné de sa trajectoire.
Qu'est-ce que l’âge des eaux souterraines ?
Âge = temps de transfert : Ecoulement souterrain (naturel)
Âge = taux de renouvellement: la mise en pompage (Artificiel, par Captage)
On appelle eau fossile une eau présente dans l’aquifère, depuis une période de temps qui excède le
temps de la vie humaine (le stock ne pouvant se renouveler à l'échelle de temps humain); la ressource
en eau renouvelable désigne une ressource naturelle dont le stock peut se reconstituer sur une période
courte à l'échelle humaine (à travers le cycle de l'eau)
La perméabilité et la porosité diminuent si la roche est affectée par une recristallisation. Augmentation
de la pression ou de la température, arrivée de fluides chauds et riches en éléments chimiques peuvent
boucher pores et fissures.
La perméabilité
La perméabilité est une propriété du matériau (roche): elle représente la plus ou moins grande capacité
d’un matériau à se laisser traverser par l’eau. De façon générale, les roches granulaires mal consolidées
(grès, conglomérats) et les roches fissurées (calcaires fissurés) présentent des valeurs élevées de
conductivité hydraulique, à l’opposé les roches composées de particules fines (silts, argiles).
Cette perméabilité contribue à l’écoulement de l’eau et son emmagasinement dans l’aquifère (un temps
de séjour).
Qu'est-ce que l’âge des eaux souterraines ?
Âge = temps de transfert : Ecoulement souterrain (naturel)
Âge = taux de renouvellement: la mise en pompage (Artificiel, par Captage)
On appelle eau fossile une eau présente dans l’aquifère, depuis une période de temps qui excède le
temps de la vie humaine (le stock ne pouvant se renouveler à l'échelle de temps humain); la ressource
en eau renouvelable désigne une ressource naturelle dont le stock peut se reconstituer sur une période
courte à l'échelle humaine (à travers le cycle de l'eau)
IV)
LE KARST
III-1) Définition
Le mot Karst est le nom allemand de la région des plateaux calcaires à l'est de Trieste, en Slovénie.
Les théories sur la formation des cavernes sont assez récentes et ont été pendant longtemps très
fantaisistes. Ce n'est qu'au début du XXe siècle que les premiers spéléologues (Boëgan, Martel,
Fournier,…) commencent à étudier la formation des cavernes et proposent des explications réalistes
et convaincantes.
Il existe des cavités dans presque toutes les sortes de roche et même dans la glace mais c'est
principalement dans les calcaires et les gypses qu'on rencontre les cavernes les plus nombreuses, les plus
longues et les plus profondes du au phénomène de karstification.
III-2) Karstification
Les roches carbonatées (calcaires) et sulfatées (gypses) sont des roches solubles dans des eaux
légèrement acidifiées. L'eau de pluie contient du gaz et de l'acide carbonique qui augmente encore
lorsque celle-ci traverse des sols à l'activité biologique importante. Ces acides dissolvent le calcaire
suivant le schéma suivant : CO3H2 + CaCO3 ==>Ca(HCO3)2 (bicarbonate de
Calcium)
Dans certaines conditions (pression atmosphérique, température, humidité), le bicarbonate de calcium
peut se déposer sous forme de concrétions (stalactites, stalagmites, draperies,...).
Le procédé principal de la formation des cavernes est donc la corrosion chimique des calcaires par
l'eau. Pour que la corrosion puisse s'exercer, il faut que l'eau pénètre dans les calcaires. Or, à l'état
naturel, le calcaire est une roche pratiquement imperméable. C'est donc une autre condition qui doit être
associée à la première pour permettre la formation des cavités.
C'est grâce à la fracturation des calcaires à la suite des mouvements tectoniques et favorisée par la faible
plasticité de ces roches que l'eau, empruntant fissures, diaclases et failles, pénètre au cœur des massifs et
commence son travail de dissolution.
L'infiltration de l'eau peut se faire de façon diffuse, par les fissures des lapiaz (surfaces rocheuses
découvertes et fissurées) ou au fond de dolines (dépressions circulaires fermées), ou massive par
l'absorption de cours d'eau de surface par des pertes ou ponors. Peu à peu, les écoulements se
concentrent et forment des rivières souterraines.
Tous les débris transportés par ces cours d'eau ont un pouvoir abrasif important responsable d’un
modelé caractéristique d'une érosion mécanique (comme les marmites de géants, les méandres,...) qui
est donc le second processus de la formation des grottes.
III-3) L’évolution des karsts
(Le processus de Karstification)
La Karstification est un processus évolutif qui accroit la perméabilité
du réservoir. La Karstification se met en place dès que les roches
carbonatées sont soumises à l’action de l’eau.
Exemple : l’évolution de la Karstification des gypses est visible à
l’échelle annuelle.
L’évolution de la Karstification des carbonates (calcaires, craie) est
visible à l’échelle séculaire.
Le déroulement de la Karstificationpeut être décomposé en six étapes successives définies par des indices
géomorphologiques :
Indices géomorphologiques définissant le karst
Indice 1 : zone alluvionnaire récente ou ancienne théoriquement indemne de tout karst.
Indice 2 : Cavités sous recouvrement d’argiles.
Indice 3 : Dolines empâtées stables.
Indice 4 : Zone calcaire très fracturée.
Indice 5 : Doline active ou perte à écoulement temporaire. Ces zones sont relativement nombreuses mais
localisées essentiellement autour de phénomènes actifs (dolines, perte, gouffres).
Indice 6 : Contacts linéaires par faille entre calcaires et argiles induisant des écoulements d'eau.
III-4) La morphologie karstique
Les zones où affleure le calcaire ont une morphologie si particulière: réseau hydrographique lâche, cours
d'eau assez importants au fond de canyons, les sources sont souvent grosses, les cours d'eau
disparaissent brusquement, la surface est désordonnée, les dépressions sont irrégulières et souvent
fermées. Un autre aspect est important même s'il n'est pas visible directement sur la carte c'est le nombre
de gouffres et de conduits souterrains. Ce paysage est tellement typique qu'il a ses propres noms.

Les lapiez : sont des rainures de dissolution tracées sur les surfaces calcaires. Peu profondes,
elles forment des rigoles, de taille centimétrique à métrique.
Les dolines constituent un des traits les plus caractéristiques du paysage calcaire.
Ce sont des dépressions fermées des milieux karstiques, dans lesquelles le calcaire a été dissous par l'eau de
pluie, provoquant l'affaissement du sous-sol sur des dimensions pouvant atteindre plusieurs centaines de
mètres en extension et plusieurs mètres en profondeur. Les argiles de décarbonatation s'y accumulent,
produisant des sols riches.

Le gouffre : Si la doline continue de se creuser on peut avoir formation d'un gouffre.
C'est une des formes très efficaces de la Karstification.
C’est des cavités de grandes dimensions, le plus souvent formés par l'effondrement de la voûte d'une cavité
karstique (ou grotte) dû à la dissolution des couches calcaires. Les gouffres de grande profondeur et/ou ayant
une ouverture très large reçoivent parfois le nom d'abîmes ou abymes.

Les ouvalas sont des creux peu étendus irréguliers (union de parties autrefois séparées) de plusieurs
dolines forme une ouvala. Une ouvala est souvent une suite de dolines de diamètres différents.

Les poljés (plaine en slave) dépressions à fond plat et versants raides et sinueux sont des vallées
structurales fermées à leurs extrémités avec un réseau hydrographique autonome dont le trop-plein
s'écoule par une perte.
 Grotte : cavité souterraine plus ou moins profonde et comportant au moins une partie
horizontale accessible, ce qui la distingue d'un aven, d'un gouffre, d'un abîme. Une grotte se
forme par dissolution du calcaire. Une cavité naturelle qui n'est pas formée par la dissolution ne
peut être appelée une grotte mais une caverne.

Aven: entonnoir reliant la surface d'un plateau à un gouffre. Les dimensions de l'ouverture varient de
quelques décimètres à deux cents mètres.

Canyon : vallée aux parois verticales occupée par une rivière.

Résurgence : sortie à l'air libre d'une rivière après écoulement souterrain.
Schéma global de la Karstification des calcaires
La
Karstification existe aussi dans les gypses et le gypse est plus soluble que le calcaire ce qui peut avoir
des incidences sur la stabilité du sol qui doit être surveillée de près. Les eaux contenant du gypse sont
aussi très agressives pour le ciment ordinaire et dans ces régions il vaut mieux utiliser des ciments
spéciaux !
L'étude du karst est la karstologie, à laquelle sont notamment associées l'hydrogéologie et la spéléologie
(dont la plongée souterraine et la biospéologie).
Les karsts existent en Algérie, les plus importants sont ceux de Tlemcen (Karstification bien développée
en profondeur) et Saida (Karstification bien développée en surface). Il en existe d’autres, à Chera,
Constantine, Jijel...
ASPECT PRATIQUE DE LA
SPELEOLOGIE
V)
Milieu souterrain
IV-1) Définition
La spéléologie est une activité qui regroupe de nombreuses disciplines telles que la géologie,
l’hydrogéologie, la biospéologie, l’archéologie, la topographie, pour ne citer que les principales.
L’étude et la connaissance du milieu souterrain fait donc partie de la pratique spéléologique au même
titre que l’exploration.
Elle constitue la culture générale de tout spéléologue et permet de comprendre ce milieu si particulier, et
si fragile pour une pratique respectueuse et sûre.
Le spéléologue est alors confronté à l’obscurité, à une température bien spécifique du milieu, parfois à
des cavités remplies partiellement ou totalement d’eau, à une hygrométrie généralement différente d’une
région à une autre et à une diversité de la biospéléologie.
L’apparente facilité de déplacement dans une galerie sans obstacle ne doit pas occulter la possibilité de
glisser et la nécessité de s’économiser pour durer. On cherchera un itinéraire régulier, évitant les
variations d’altitude (il est préférable d’enjamber ou de contourné un bloc plutôt que monter dessus pour
en redescendre). Une bonne lecture du milieu, facilitée par un éclairage adéquat, optimisera le parcours,
en anticipant le franchissement des difficultés.
IV-2) Spécificités du milieu souterrain

L’Obscurité : seul point commun à toutes les grottes du globe, passé quelques dizaines de mètres
de l'entrée (distance variable suivant la topographie de la cavité) l'absence de lumière y est totale, ça
n'a rien à voir avec une nuit sans lune.

L’Hygrométrie : le degré d'humidité des cavités est généralement très important dans la zone
tempérée, et de toute façon plus élevé qu'à l'extérieur. Il existe des grottes plutôt « sèches », et le
degré d'humidité varie suivant la saison, les zones, la profondeur, la circulation de l'air,
la météorologie, la présence de cours d'eau hypogés, etc. Dans les cavités, le taux d'humidité de l'air
est parfois supérieur à 40 % et peut frôler les 60 %, ce qui permet à certains animaux aquatiques de
sortir de l'eau pour changer de place par la voie terrestre (Niphargus). On peut rencontrer également
des animaux terrestres comme l'isopode Scotoniscusmacromelos qui peut rester noyé pendant
plusieurs jours sans décéder pour autant. En réalité, de très nombreux cavernicoles troglobies
sont amphibies.
La température de l’atmosphère des cavités souterraines dépend, en réalité, de nombreux
facteurs d’ordre physique, géologique ou géographique. La température extérieure, entre autres,
exerce une influence indéniable sur la température intérieure. On observe dans certaines cavernes
des écarts thermiques de 6 à 7°c, variables dans le temps, en fonction des mouvements de l’air
extérieur. La température de la roche encaissante exerce des actions sur la température de l’air des
cavités. La température de la roche dépend elle-même de sa densité, de sa conductivité thermique,
de sa capacité calorifique et, bien sûr de la température extérieure.

IV-3) Faune du milieu souterrain
Le monde souterrain présente un caractère particulier, car les cavités souterraines sont caractérisées par
l’obscurité, une température, une hygrométrie généralement différente d’une région à une autre et à une
diversité de la biospéléologie.

Les trois catégories de cavernicoles
Les catégories de cavernicoles ont été classées en fonction de la faculté à vivre exclusivement ou non
dans le monde souterrain.
Cette dernière méthode s'est affinée au fil des ans pour être actuellement reconnue comme la plus
pratique en biospéologie. Trois catégories de cavernicoles sont donc définies par l'étroitesse de leur lien
au monde souterrain profond : trogloxènes, troglophilesettroglobies.
Les trogloxènes, sont les animaux qui ne font que visiter le milieu souterrain, et cela, non loin de
la zone d'entrée.
Exemple : Les crapauds, blaireaux, ours, serpents, ou encore les humains.
Exemple d’un trogloxène : Le blaireau
Les troglophiles, sont les animaux dont la présence est très fréquente dans le milieu
souterrain, mais qui n'y passent pas toute leur vie.Ils accomplissent certaines parties de leurs
cycles de vie au sein du milieu cavernicole : hibernation, diapause, repos, reproduction, …
On y trouve notamment les animaux suivants :

Insectes : moustique Culex pipiens ; lépidoptères Nudaria_mundana ou Triphosadubitata L.,

Mammifères : chauves-souris, etc.
Oiseaux : salanganes, etc.
Amphibiens : Proteus anguinus, etc.



Lépidoptère
s
Salanganes
Proteus anguinus
Les troglobies sont des animaux cavernicoles inféodés au milieu souterrain, c'est-à-dire ne
pouvant pas survivre ailleurs que dans les grottes.Les espèces troglobies sont principalement :





des insectes (Leptodirus hochenwartii, Anophthalmus hitleri, etc.)
des arachnides (Banksula melones, Heteropoda maxima, etc.)
des poissons (Amblyopsis spéléo, Speoplatyrhinus poulsoni, etc.)
des crustacés (Niphargus, Cæcosphæroma, etc.)
des amphibiens (Protée anguillard, certaines salamandres américaines, etc.)
Leptodirus hochenwartii
Arachnides
Amblyopsis spelaea
Niphargus
Protée anguillard
Protée anguillard
Amblyopsis spelaea
VI)
Le spéléologue en milieux souterrain
V-1) L’équipement de base du spéléologue

La combinaison
Il n'existe pas de combinaison étanche pour la spéléo !
La combinaison imperméable est peu adaptée aux longs
réseaux fossiles ; la combinaison de toile l'est tout aussi
peu dans les réseaux actifs ou argileux.
En tout état de cause, choisissez bien la taille : mieux vaut
une combinaison un peu ample qu'une trop étroite qui gêne
les mouvements et se déchirera vite.

Les bottes
Les plus simples (c'est à dire non toilées à l'intérieur) sont toujours les meilleures
et les moins chères. Il n'existe pas encore de témoins d'usure de la semelle.
Ils permettent au spéléologue de se protéger de l’eau et d’éviter de se mouiller les
pieds pour ne pas attraper froid.

Le casque
Jetez sans délais le casque de chantier, au profit d'un modèle résistant,
confortable, et avec une jugulaire en V. La couleur est un critère de
choix secondaire.
Avec un minimum d'habileté, il peut contenir à l'intérieur une couverture
de survie, une cordelette, un canif, l'autocollant SCA, et une ampoule
électrique de rechange.

Les gants
Les gants en spéléologie sont un élément de sécurité.
Pour les néophytes, les gants en spéléologie sont gênants dans la manipulation des
appareils. Mais il faut rapidement trouver le modèle adapté à sa main (souple et
résistant), afin d’éviter les petites blessures ou coupures qui perturbent l’habileté
manuelle.
Dans les cavités humides et froides, il faut choisir des gants en PVC à manchettes
longues, pour éviter un refroidissement important.

L’éclairage
Qui douterait que l'éclairage fait bien partie du matériel individuel de progression ? Il doit être mixte
évidemment, et nous n'avons guère le choix du modèle. De toute façon, son fonctionnement doit être
irréprochable, car il n'y a rien de plus démotivant que de ne rien voir sous terre... Donc un seul mot
d'ordre : entretien.
V-2) Progression du spéléologue
a) Marche
Tant que possible, on marche sous terre. C'est la méthode de progression la moins fatigante.
Les sauts ne sont pas conseillés, car le sol souvent inégal peut provoquer des blessures aux
conséquences parfois importantes.
b) Nage
En raison du matériel qu'il transporte, le spéléologue ne flotte généralement pas. Les bottes, si utiles
pour franchir les flaques peu profondes, deviennent un handicap une fois emplies d'eau : en empêchant
le développement du pied, elles rendent la nage
difficile, voire impossible.
La progression dans l'eau profonde, doit être assistée.
Une combinaison néoprène, bienvenue dans ces
conditions, améliore un peu la flottabilité.
Néanmoins, la bouée est unanimement appréciée. Une
chambre à air de voiture, à laquelle on a ôté la valve,
puis gonflé à la force des poumons, enfin passé sous
les bras, suffit généralement à flotter.
c) Bateau
Beaucoup plus confortable que la nage, la progression en barque peut, avec la plupart des embarcations
utilisées en spéléologie, se transformer assez brutalement en progression à la nage. Il est essentiel de
prendre en compte le chavirement pour sécuriser le passage.
Le bateau sera solidement amarré aux deux extrémités afin de permettre le va et vient de l’embarcation.
d) Rampings et laminoir
Au repos dans un confortable laminoir
C'est par ces noms que l'on désigne les passages plus larges que hauts. Selon la hauteur du passage, on
progresse accroupi, à quatre pattes ou en rampant. La reptation est fatigante et peut être éprouvante
psychologiquement. Il faut donc être prêt à renoncer devant un passage difficile.
En effet, la contention du corps peut être désagréable dans les cas extrêmes. Lorsque la cage thoracique
est coincée entre le plafond et le plancher, l'amplitude des respirations est limitée, et c'est la respiration
abdominale qui doit prendre le relais. Une panique à cet instant accélère le rythme respiratoire et
accentue l'effet de malaise. Il convient donc d'être vigilant et si possible aidé par un coéquipier.
e)Progression en méandre
Passage au-dessus d'une
rivière sous le Larzac
Progression en opposition dans
un méandre sur creusé en
forme de serrure
Au contraire, un méandre est une galerie très étroite mais assez haute pour le passage de l'homme. Si la
largeur, la hauteur ou le profil du méandre rendent une chute dangereuse, il doit être équipé en vire.
Selon la configuration du méandre, on peut progresser en opposition de face avec une main et un pied
sur chaque paroi, ou en opposition de profil (dos ou fesses sur une paroi, pieds de l'autre côté) : selon la
passage, diverses parties du corps peuvent être appelées à renforcer le blocage : opposition entre pointes
et talons de pied, entre talons et genoux, coude et poignet…
Si le méandre est étroit, mais permet de laisser les pieds au sol, on progresse alors de profil, en
anticipant la meilleure position à adopter : il est souvent impossible de se retourner.
Il convient d'être très prudent dans le cas d'un méandre se rétrécissant vers le bas. Dans ce cas, on
progresse usuellement en hauteur. Même si la chute n'est pas dangereuse, il est très difficile de sortir
seul d'une telle situation de coincement : plus le corps bouge plus il s'enfonce, le risque d'asphyxie
augmente et la panique aggrave l'épreuve.
f)Chatière et étroiture
Certains passages horizontaux ou verticaux peuvent être d'une exiguïté extrême, particulièrement
compliqués à négocier pour des spéléologues de fort gabarit ; voire infranchissable. Si le spéléologue
doit retirer son matériel pour passer, ou s'il transporte un sac, ces derniers doivent être poussés devant
soi
et
non
traînés :
sinon,
leur
coincement
interdirait
toute
retraite.
Le plus simple est, quand c'est possible, de passer le matériel entre coéquipiers.
g)Boyau
Un boyau est une galerie longue et étroite où la reptation est obligatoire. Moins pénible qu'une étroiture,
il peut néanmoins être épuisant par sa longueur.
Passage étroit dans une grotte de Nouvelle-Zélande
Boyau
.
h)Gérer l’urgence
Chaque équipier doit transporter une couverture de survie, et ne pas hésiter à la déplier pour garder ses
forces en cas d'attente prolongée.
Le numéro d'appel des services d'urgence doit être connu et noté, par exemple dans le casque.
V-3) Lecture d’une topographie souterraine
La topographie spéléologique est la description d'une cavité et des travaux qui y ont été faits par
les spéléologues.
Elle permet de garder une trace écrite et exploitable de la cavité. Sans cela une cavité ne serait qu'un
point comme un autre sur une carte.
Grâce aux mesures faites sous terre, les spéléologues établissent un plan et une coupe qui définiront les
caractéristiques de base de la cavité en ce qui concerne le développement (longueur) et le dénivelé. Sur
ces plans de base peuvent figurer d'autres informations selon la cavité : écoulement d'eau, courant
d'air, concrétions, géologie...
Carte topographique de la grotte du Macchabée